(57)【要約】【課題】サポート部材や補強部材等の付着物により検査部位が露出していない場合でも、検査部位に発生した減肉部の有無を判定する減肉検出方法を提供する。【解決手段】所定の間隔を有して超音波の送信側探触子１１及び受信側探触子１２を、検査部位１４の健全厚みを有する試験体３６の表面に配置し、送信側探触子１１から試験体３６に進入して裏及び表で反射する複数回のスキップを行い受信側探触子１２に届く超音波を受信して健全部エコーを得る第１工程と、間隔を有して送信側探触子１１及び受信側探触子１２を検査部位１４の両側に配置し、送信側探触子１１から検査部位１４に進入して複数回のスキップを行い受信側探触子１４に届く超音波を受信して検査部エコーを求める第２工程と、第１工程で得られた健全部エコーと第２工程で得られた検査部エコーの発生位置を比較してその相違から検査部位１４に発生している減肉部１７の有無を判定する第３工程とを有する。【選択図】図１
2010190794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔を有して超音波の送信側探触子及び受信側探触子となる対となる横波斜角探触子を、検査部位の健全厚みを有する試験体の表面に配置し、前記送信側探触子から前記試験体に進入して裏及び表で反射する複数回のスキップを行い前記受信側探触子に届く超音波を受信して健全部エコーを得る第１工程と、
前記間隔を有して前記送信側探触子及び前記受信側探触子を前記検査部位の両側に配置し、該送信側探触子から該検査部位に進入して裏及び表で反射する複数回のスキップを行い該受信側探触子に届く超音波を受信して検査部エコーを求める第２工程と、
前記第１工程で得られた前記健全部エコーと前記第２工程で得られた前記検査部エコーの発生位置を比較してその相違から前記検査部位に発生している減肉部の有無を判定する第３工程とを有することを特徴とする減肉検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の減肉検出方法において、前記第３工程での減肉部の有無の判定には、前記健全部エコーと前記検査部エコーの発生位置の相違の他、前記検査部エコーの高さも考慮して行うことを特徴とする減肉検出方法。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の減肉検出方法において、前記減肉部の検出は前記送信側探触子及び前記受信側探触子の中央部で行うことを特徴とする減肉検出方法。
【請求項４】
請求項３記載の減肉検出方法において、奇数回の前記スキップを介して超音波が前記受信側探触子に届く距離に前記間隔を設定し、前記検査部位の裏面に発生している前記減肉部を検知することを特徴とする減肉検出方法。
【請求項５】
請求項３記載の減肉検出方法において、偶数回の前記スキップを介して超音波が前記受信側探触子に届く距離に前記間隔を設定し、前記検査部位の表面に発生している前記減肉部を検知することを特徴とする減肉検出方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の減肉検出方法において、前記健全部エコーと前記検査部エコーの発生位置の差から前記減肉部の深さを求めることを特徴とする減肉検出方法。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の減肉検出方法において、前記送信側探触子及び前記受信側探触子の入射角は同一であって、それぞれ４５度以上かつ７５度以下のものを使用することを特徴とする減肉検出方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の減肉検出方法において、前記検査部位の表面上で前記送信側探触子及び前記受信側探触子を、前記間隔を一定に保って、該送信側探触子及び該受信側探触子間を結ぶ線分に直交する方向に移動させて、前記減肉部の範囲を測定することを特徴とする減肉検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種プラントの板材や管材に腐食等により発生する減肉部の有無を検査する減肉検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種プラントの板材や管材に腐食等により発生する減肉の検査は、例えば、超音波垂直探触子を用いて行われている（超音波垂直探傷試験）。しかし、超音波垂直探触子を用いる方法では、超音波垂直探触子を検査部位の表面に接触させて操作するため、被検体の検査部位の上方に超音波垂直探触子を操作するための空間が必要となる。このため、例えば、管材がラックと呼ばれるH形鋼で支持されている場合における管材とラックの接触部分、板材で当て板（補強板）やサポート材が溶接されている部分では、検査部位の表面に超音波垂直探触子を接触させることができず、検査ができなかった。
【０００３】
そこで、図１２（Ａ）に示すように、板材１００で当て板１０１が溶接されている直下部分を検査部位１０２として、検査部位１０２に発生している減肉部１０３の有無を検査する場合、板材１００の表面に当て板１０１を跨ぐように超音波の送、受信子１０４、１０５を一定の距離ＷＡだけ開けて配置し、送、受信子１０４、１０５を、送、受信子１０４、１０５間の距離ＷＡを一定に保って、送、受信子１０４、１０５間を結ぶ線分に直交する方向に移動させながら、図１２（Ｂ）に示すように、表面波Ｒが送信子１０４から検査部位１０２を通過して受信子１０５に到達するまでの伝搬時間を測定し、予め求めておいた送、受信子１０４、１０５間の距離ＷＡに対応して決まる表面波の基準伝播時間ｔＷＡ（すなわち、減肉部１０３が存在しない健全状態の検査部位を表面波が通過するときの伝搬時間）と比較する。ここで、検査部位１０２に減肉部１０３が発生していると、表面波は減肉部１０３の表面に沿って進行するため表面波の行程が長くなって、表面波の伝搬時間ｔＷＢは、基準伝搬時間よりΔｔ長くなるので、表面波の伝搬時間差Δｔの発生の有無から、検査部位１０２に発生している減肉部１０３の有無を判定する表面波透過法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図１３（Ａ）に示すように、板材１０６で当て板１０７が溶接されている部分を検査部位１０８として、検査部位１０８の裏面側に発生している減肉部１０９を検査する場合、板材１０６の表面に当て板１０７を跨ぐように超音波の送、受信子１１０、１１１を配置し、送、受信子１１０、１１１を、送、受信子１１０、１１１間の距離を一定に保って、送、受信子１１０、１１１間を結ぶ線分に直交する方向に移動させながら、図１３（Ｂ）に示すように、超音波Ｓを、送信子１１０から検査部位１０８に一定の入射角度で進入させ、検査部位１０８の裏及び表で複数回反射させた後に受信子１１１に到達して得られる透過エコー高さＨ´を求める。ここで、検査部位１０８に減肉部１０９が発生していると、減肉部１０９に入射した超音波は減肉部１０９の底面で反射され行程が変化して受信子１１１に届かなくなるため、受信子１１１で受信される超音波の強度が低下する。このため、透過エコー高さＨ´を、予め求めておいた送、受信子１１０、１１１間の距離及び検査部位１０８の厚みに対応して決まる基準透過エコーの高さＨと比較して、透過エコー高さＨ´と基準透過エコーの高さＨとの間にエコー高さの差ΔＨが生じると、検査部位１０８に減肉部１０９が存在すると判定する斜角透過法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、表面波透過法では、検査部位（被検体）の表面が大きく荒れている場合、表面波が大きく減衰し測定が困難になり、検査部位の表面性状により測定精度が大きく左右されるという問題がある。また、表面波の伝搬時間（伝播距離）の差を求めるため、検査部位の表面に発生した減肉部しか検査できないという問題がある。
一方、斜角透過法では、検査部位の裏及び表で複数回反射して受信子に届く超音波を受信して透過エコー高さを求めるため、検査部位の表裏面の面性状により測定精度が大きく左右されるという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、サポート部材や補強部材等の付着物により検査部位が露出していない場合でも、検査部位に発生した減肉部の有無を判定できる減肉検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的に沿う本発明に係る減肉検出方法は、所定の間隔を有して超音波の送信側探触子及び受信側探触子となる対となる横波斜角探触子を、検査部位の健全厚みを有する試験体の表面に配置し、前記送信側探触子から前記試験体に進入して裏及び表で反射する複数回のスキップを行い前記受信側探触子に届く超音波を受信して健全部エコーを得る第１工程と、
前記間隔を有して前記送信側探触子及び前記受信側探触子を前記検査部位の両側に配置し、該送信側探触子から該検査部位に進入して裏及び表で反射する複数回のスキップを行い該受信側探触子に届く超音波を受信して検査部エコーを求める第２工程と、
前記第１工程で得られた前記健全部エコーと前記第２工程で得られた前記検査部エコーの発生位置を比較してその相違から前記検査部位に発生している減肉部の有無を判定する第３工程とを有する。
【０００９】
本発明に係る減肉検出方法において、前記第３工程での減肉部の有無の判定には、前記健全部エコーと前記検査部エコーの発生位置の相違の他、前記検査部エコーの高さも考慮して行うことが好ましい。
【００１０】
本発明に係る減肉検出方法において、前記減肉部の検出は前記送信側探触子及び前記受信側探触子の中央部で行うことが好ましい。
ここで、奇数回の前記スキップを介して超音波が前記受信側探触子に届く距離に前記間隔を設定し、前記検査部位の裏面に発生している前記減肉部を検知してもよい。
また、偶数回の前記スキップを介して超音波が前記受信側探触子に届く距離に前記間隔を設定し、前記検査部位の表面に発生している前記減肉部を検知してもよい。
【００１１】
本発明に係る減肉検出方法において、前記健全部エコーと前記検査部エコーの発生位置の差から前記減肉部の深さを求めることができる。
【００１２】
本発明に係る減肉検出方法において、前記送信側探触子及び前記受信側探触子の入射角は同一であって、それぞれ４５度以上かつ７５度以下のものを使用することが好ましい。
【００１３】
本発明に係る減肉検出方法において、前記検査部位の表面上で前記送信側探触子及び前記受信側探触子を、前記間隔を一定に保って、該送信側探触子及び該受信側探触子間を結ぶ線分に直交する方向に移動させて、前記減肉部の範囲を測定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る減肉検出方法においては、所定の間隔を有して超音波の送信側探触子及び受信側探触子となる対となる横波斜角探触子を配置するので、サポート部材や補強部材等の付着物が検査部位の表面に存在して検査部位が露出していない場合でも検査できる。また、送信側探触子から検査部位に進入して裏及び表で反射する複数回のスキップを行い受信側探触子に届く超音波を受信するので、検査部位を広範囲に設定できる。更に、健全部エコーと検査部エコーの発生位置を比較してその相違から検査部位に発生している減肉部の有無を判定するので、検査部位の表裏面の面性状の影響を受け難く、検査部位に発生した減肉部の有無の判定を精度よく行うことができる。
【００１５】
本発明に係る減肉検出方法において、第３工程での減肉部の有無の判定を、健全部エコーと検査部エコーの発生位置の相違の他、検査部エコーの高さも考慮して行う場合、送信側探触子と受信側探触子の間に発生した減肉部を確実に検出することができる。
【００１６】
本発明に係る減肉検出方法において、減肉部の検出を送信側探触子及び受信側探触子の中央部で行う場合、減肉部の有無を健全部エコーと検査部エコーの発生位置の相違から判定できる。
ここで、奇数回のスキップを介して超音波が受信側探触子に届く距離に間隔を設定し、検査部位の裏面（底面）に発生している減肉部を検知する場合、健全部エコーを形成する超音波の行程の一部を、減肉部の裏面と検査部位の表面との間の超音波の反射の行程で置き換えることができる。また、偶数回のスキップを介して超音波が受信側探触子に届く距離に間隔を設定し、検査部位の表面に発生している減肉部を検知する場合、健全部エコーを形成する超音波の行程の一部を、減肉部の底面と検査部位の裏面との間の超音波の反射の行程で置き換えることができ、検査部エコーを健全部エコーの直近に発生させることができる。
【００１７】
本発明に係る減肉検出方法において、健全部エコーと検査部エコーの発生位置の差から減肉部の深さを求める場合、減肉部の深さを正確かつ容易に求めることができる。
【００１８】
本発明に係る減肉検出方法において、送信側探触子及び受信側探触子の入射角が同一であって、それぞれ４５度以上かつ７５度以下のものを使用する場合、送、受信側探触子間の間隔及び検査部位の厚みに応じて、健全部エコーと検査部エコーを容易に求めることができる。
【００１９】
本発明に係る減肉検出方法において、検査部位の表面上で送信側探触子及び受信側探触子を、間隔を一定に保って、送信側探触子及び受信側探触子間を結ぶ線分に直交する方向に移動させて、減肉部の範囲を測定する場合、検査部位内の減肉部の分布を容易に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る減肉検出方法で使用する減肉検出装置の説明図である。
【図２】（Ａ）は健全部エコーの発生を示す説明図、（Ｂ）は健全部エコーの発生位置を示す模式図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は第２工程における送信側探触子及び受信側探触子の移動方法を示す説明図である。
【図４】（Ａ）は減肉部が存在するときの超音波の路程の説明図、（Ｂ）は減肉部が存在する際に得られる検査部エコーと健全部エコーとの発生位置の関係を示す模式図である。
【図５】（Ａ）は減肉部を送信側探触子及び受信側探触子の中央部にして、スキップ数が偶数回となるように送信側探触子及び受信側探触子の間隔を調整したときの超音波の路程の説明図、（Ｂ）は検査部エコーと健全部エコーとの発生位置の関係を示す模式図である。
【図６】減肉部により超音波の路程長さが変化する際の説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本発明の第２の実施の形態に係る減肉検出方法で使用する減肉検出装置の測定治具の正面図、一部省略平面図、一部省略断面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は実施例１の減肉検出の説明図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は実施例１の透過エコーの説明図、（Ｃ）は減肉部の二次元分布図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は実施例２の減肉検出の説明図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は実施例２の透過エコーの説明図、（Ｃ）は減肉部の二次元分布図である。
【図１２】（Ａ）は従来例に係る減肉検出方法の説明図、（Ｂ）は表面波の伝搬時間の変化を示す説明図である。
【図１３】（Ａ）は従来例に係る減肉検出方法の説明図、（Ｂ）は透過エコー高さの変化を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
【００２２】
本発明の第１の実施の形態に係る減肉検出方法で使用する減肉検出装置１０は、図１に示すように、対となる横波斜角探触子からなる超音波の送信側探触子１１及び受信側探触子１２と、送信側探触子１１及び受信側探触子１２を被検体の一例である板材１３の検査部位１４の両側に所定の間隔Ｙｓを有して配置すると共に、検査部位１４の表面上で送信側探触子１１及び受信側探触子１２を、送信側探触子１１と受信側探触子１２との間の間隔Ｙｓを一定に保って、しかも送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分に直交する方向に移動させる測定治具１５と、送信側探触子１１から検査部位１４に横波を入射させる駆動信号を送信側探触子１１に入力し、検査部位１４の裏及び表で反射する複数回のスキップを行い受信側探触子１２に届く超音波が受信された際に受信側探触子１２から出力されるエコー信号を取出す超音波探傷器１６とを有している。なお、超音波探傷器１６には従来の超音波探傷器が使用できるので、詳細な説明は省略する。
【００２３】
更に、減肉検出装置１０は、図２（Ａ）に示すように、板材１３と同材質で検査部位１４の健全厚みと同一の厚みを有する板状の試験体３６の表面に所定の間隔Ｙｓを有して送信側探触子１１及び受信側探触子１２を配置し、送信側探触子１１から試験体３６を通過して受信側探触子１２に届き超音波探傷器１６を介して取出されたるエコー信号から健全部エコーを求めて記憶する健全部エコー記憶機能、間隔Ｙｓを有して送信側探触子１１及び受信側探触子１２を板材１３の検査部位１４に配置し、送信側探触子１１から検査部位１４を通過して受信側探触子１２に届き超音波探傷器１６を介して取出されたるエコー信号から検査部エコーを求める検査部エコー検知機能と、健全部エコーと検査部エコーの発生位置を比較してその相違から検査部位１４に発生している減肉部の有無を判定する第１の減肉判定機能を備えた解析手段１８を有している。
【００２４】
ここで、測定治具１５は、伸縮可能で任意の長さに固定可能な棒部材１９と、棒部材１９の両側にそれぞれ設けられ、送信側探触子１１及び受信側探触子１２をそれぞれ保持して送信側探触子１１、受信側探触子１２の各接触面２４ａ、２４ｂを板材１３の検査部位１４の表面に向けて一定の押圧力で付勢する探触子ホルダー２０a、２０ｂと、棒部材１９の両側で探触子ホルダー２０a、２０ｂと干渉しない位置に取付けられ、棒部材１９の軸心方向と平行な方向に車軸方向を向けた対となる車輪２１と、一方の車輪２１の回転数から棒部材１９の移動距離を測定し、測定信号を解析手段１８に出力するエンコーダ２２とを有している。
【００２５】
このような構成とすることで、送信側探触子１１、受信側探触子１２の各接触面２４ａ、２４ｂを板材１３の検査部位１４の表面に接触媒質（例えば、水、グリセリン、グリース等の音波を通し易い物質）を介して押圧状態で保持することができると共に、検査部位１４の表面上で送信側探触子１１及び受信側探触子１２を、送信側探触子１１、受信側探触子１２間の間隔Ｙｓを一定に保って、しかも送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分に直交する方向に移動させることができる。
【００２６】
送信側探触子１１、受信側探触子１２はそれぞれ、信号の入出力用の信号ケーブル２３ａ、２３ｂが接続された超音波振動素子Ａ、Ｂと、超音波振動素子Ａ、Ｂと接触し超音波振動素子Ａ、Ｂから発射された横波を取出す導波部材（図示せず）と、一面が導波部材と接触し他面が板材１３の検査部位１４の表面と接触する接触面２４ａ、２４ｂとなる接触部（図示せず）と、超音波振動素子Ａ、Ｂ、導波部材、及び接触部を収納する探触子ケース２５ａ、２５ｂとを有している。ここで、超音波振動素子Ａ、Ｂの周波数は、３ＭＨｚ以上、好ましくは３．５ＭＨｚ以上で、７ＭＨｚ以下、好ましくは５ＭＨｚ以下とするのがよい。また、超音波振動素子Ａ、Ｂが円形の場合、その直径は、探傷カバー範囲（減肉部１７の二次元サイズ）の点から、４ｍｍ以上、好ましくは６ｍｍ以上で、１５ｍｍ以下、好ましくは１３ｍｍ以下とするのがよい。
【００２７】
なお、送信側探触子１１では、送信側探触子１１を検査部位１４に接触させた際に、接触面２４ａを介して検査部位１４に一定の入射角、例えば、接触面２４ａに立てた垂線との角度θが４５°以上、好ましくは５０°以上で、７５°以下、好ましくは７０°以下の角度範囲で進入するように探触子ケース２５ａ内における超音波振動素子Ａ、Ｂと導波部材の角度及び位置が調整されている。また、受信側探触子１２では、受信側探触子１２を検査部位１４に接触させた際に、検査部位１４の表面を介して接触面２４ｂに一定の入射角、例えば、接触面２４ｂに立てた垂線との角度φが４５°以上、好ましくは５０°以上で、７５°以下、好ましくは７０°以下の角度範囲で入射するように探触子ケース２５ｂ内における超音波振動素子Ａ、Ｂと導波部材の角度及び位置が調整されている。
【００２８】
更に、解析手段１８には、健全部エコーと検査部エコーの発生位置の相違及び検査部エコーの高さから減肉部１７の有無の判定を行う第２の減肉判定機能と、健全部エコーと検査部エコーの発生位置の差から減肉部１７の深さを求める減肉深さ検出機能と、エンコーダ２２から出力される棒部材１９の移動距離の測定信号と検査部エコーを基に減肉部１７の範囲を測定する減肉部分布測定機能が設けられている。なお、解析手段１８は、例えば、上記の各機能を発現するプログラムをマイクロコンピュータに搭載して形成することができる。
【００２９】
本発明の第１の実施の形態に係る減肉検出方法は、図１に示す測定治具１５を用いて、図２（Ａ）に示すように、所定の間隔Ｙｓを有して横波の超音波の送信側探触子１１及び受信側探触子１２を、板材１３の検査部位１４の健全厚みを有する試験体３６の表面に配置し、送信側探触子１１から試験体３６に進入して裏及び表で反射する複数回のスキップを行い受信側探触子１２に届く超音波を受信して健全部エコーを得る第１工程と、図１に示すように、測定治具１５を用いて所定の間隔Ｙｓを有して送信側探触子１１及び受信側探触子１２を板材１３の検査部位１４に配置し、送信側探触子１１から検査部位１４に進入して裏及び表で反射する複数回のスキップを行い受信側探触子１２に届く超音波を受信して検査部エコーを求める第２工程と、健全部エコーと検査部エコーの発生位置を比較してその相違から検査部位１４に発生している減肉部の有無を判定する第３工程とを有している。以下、詳細に説明する。
【００３０】
（第１工程）
図２（Ａ）に示すように、送信側探触子１１からは、試験体３６に一定の入射角θ（送信側探触子１１の接触面２４ａに立てた垂線との角度が４５°以上、好ましくは５０°以上で、７５°以下、好ましくは７０°以下の角度範囲）で超音波が進入する。一方、受信側探触子１２には、試験体３６の裏面で反射して表面に向かう超音波の中で、受信側探触子１２の接触面２４ｂに一定の入射角φ（受信側探触子１２の接触面２４ｂに立てた垂線との角度が４５°以上、好ましくは５０°以上で、７５°以下、好ましくは７０°以下の角度範囲）で入射する超音波が受信される。なお、入射角θ、φは同一となる。
【００３１】
ここで、図２（Ａ）に示すように、送信側探触子１１から試験体３６（厚みｔ）の表面に角度θで進入し裏面で反射して表面に戻る過程を１スキップと称すると、送信側探触子１１から試験体３６に進入した超音波がＳ回のスキップを行なって入射角度φ（＝θ）で受信側探触子１２に入射した場合、送信側探触子１１から発射されて受信側探触子１２に到達するＳ回のスキップの路程Ｗｓと、送信側探触子１１、１２間の間隔Ｙｓは、次の関係を満たす。
Ｗｓ＝Ｓ・２ｔ／ｃｏｓθ
Ｙｓ＝Ｓ・２ｔ・ｔａｎθ
【００３２】
また、図２（Ａ）に示すように、送信側探触子１１からは、入射角度θを中心として前後の角度範囲で超音波が試験体３６に入射し、試験体３６からは、入射角φ（＝θ）を中心として前後の角度範囲で超音波が送信側探触子１２に入射するので、路程Ｗｓとは別の路程の超音波も受信側探触子１２で受信される。ここで、送信側探触子１１から試験体３６の表面に角度θｓｎで進入し裏面と表面で反射するＳｎ回のスキップを行なって入射角度θｓｎで受信側探触子１２に入射した場合、次の関係が得られる。
Ｗｎｓ＝Ｓｎ・２ｔ／ｃｏｓθｓｎ
θｓｎ＝ｔａｎ−１（Ｙｓ／２ｔ・Ｓｎ）
【００３３】
従って、スキップ数Ｓを設定して、すなわち間隔Ｙｓを決めて送信側探触子１１及び受信側探触子１２を試験体３６の表面に配置した場合、複数の透過エコーからなる健全部エコーが得られる。受信側探触子１２から出力されるエコー信号から求めた健全部エコーＷｓ及びＷｎｓを図２（Ｂ）にまとめて示す。なお、図２（Ｂ）では、エコー高さが最大のＷｓに対して短ビーム路程側に発生する健全部エコーをＷ−１ｓ、Ｗ−２ｓ、Ｗｓに対して長ビーム路程側に発生する健全部エコーを順にＷ＋１ｓ、Ｗ＋２ｓ、Ｗ＋３ｓとしている。
【００３４】
ここで、健全部エコーとして複数の透過エコーが分離して求められるように、試験体３６（板材１３）の厚みｔは、４ｍｍ以上が好ましい。なお、試験体３６（板材１３）の厚みｔの最大値は、使用する横波の強さによって決まるが、市販の超音波探傷器を用いる場合、２０ｍｍ程度となる。
また、スキップ数Ｓを設定して、すなわち間隔Ｙｓを決めて送信側探触子１１及び受信側探触子１２を配置した場合、減肉部１７の有無の判定可能な測定範囲は、送信側探触子１１、１２を結ぶ線分上で、送信側探触子１１を起点としてＹｓ／２Ｓの点からＹｓ−Ｙｓ／２Ｓの点までの範囲となる。ここで、判定可能な測定範囲の最大長は、使用する超音波の強さによって決まるが、市販の超音波探傷器を用いる場合、４００ｍｍ程度となる。
【００３５】
ここで、減肉部１７の発生の有無を判定する検査部位１４の広さが設定されると、送信側探触子１１から試験体３６に入射する超音波の入射角θ、及び試験体３６から受信側探触子１２に入射する超音波の入射角φ（＝θ）が決まっているので、健全部エコーが得られる条件としてスキップ数Ｓが決まり、送信側探触子１１と受信側探触子１２の間隔Ｙｓが決まる。なお、検査部位１４の裏面に発生している減肉部１７を検知しようとする場合は、スキップ数Ｓが３回以上になるように送信側探触子１１、１２間の間隔Ｙｓを設定して、そのときの健全部エコーを求めることが望ましい。また、検査部位１４の表面に発生している減肉部１７を検知しようとする場合は、スキップ数Ｓを４回以上になるように送信側探触子１１、１２間の間隔Ｙｓを設定して、そのときの健全部エコーを求めることが望ましい。
【００３６】
（第２工程）
図１に示すように、板材１３の検査部位１４の表面に送信側探触子１１及び受信側探触子１２を配置し、送信側探触子１１と受信側探触子１２との間隔（探触子間距離）Ｙｓを一定に保って探傷（移動）する。この際、送信側探触子１１が配置される測定範囲の一方の端から内側（受信側探触子１２側）方向にＹｓ／Ｓまでの範囲と、受信側探触子１２が配置される測定範囲の他方の端から外側（反送信側探触子１１側）方向にＹｓ／Ｓまでの範囲については、送信側探触子１１と受信側探触子１２をそれぞれ探傷（移動）カバー範囲が重複するように走査させる。
【００３７】
例えば、図３（Ａ）に示すように、検査部位１４の検査範囲の一方側にそれぞれ配置した送信側探触子１１及び受信側探触子１２を、送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分に沿って送信側探触子１１から受信側探触子１２に向かう方向に同時にＹｓ／Ｓだけ移動させた後、送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分に直交する方向に沿って検査範囲の他方側に向けて予め設定した距離だけ同時に移動させてから、送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分に沿って受信側探触子１２から送信側探触子１１に向かう方向に同時にＹｓ／Ｓだけ移動させ、更に送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分に直交する方向に沿って検査範囲の他方側に向けて予め設定した距離だけ同時に移動する単位走査を、送信側探触子１１及び受信側探触子１２が検査部位１４の検査範囲の他方側に到達するまで繰り返す。
【００３８】
あるいは、図３（Ｂ）に示すように、検査部位１４の検査範囲の一方側にそれぞれ配置した送信側探触子１１及び受信側探触子１２を、送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分に直交する方向に沿って同時に検査範囲の他方側に移動させた後、送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分に沿って送信側探触子１１から受信側探触子１２に向かう方向に同時に予め設定した距離、例えばＹｓ／２Ｓだけ移動させてから、送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分に直交する方向に沿って同時に検査範囲の一方側に移動させ、次いで、送信側探触子１１及び受信側探触子１２を、送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分に沿って送信側探触子１１から受信側探触子１２に向かう方向に同時に予め設定した距離、例えばＹｓ／２Ｓだけ移動させた後、更に送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分に直交する方向に沿って同時に検査範囲の他方側に移動する。
【００３９】
これによって、送信側探触子１１からＹｓ／２Ｓだけ内側の位置より、受信側探触子１２からＹｓ／２Ｓだけ内側の位置（送信側探触子１１からＹｓ−Ｙｓ／２Ｓだけ内側の位置）までの範囲に存在する減肉部１７を見落とすことなく検出できる。そして、送信側探触子１１から検査部位１４に進入して裏及び表で反射する複数回のスキップを行い受信側探触子１２に届く超音波を受信し、超音波探傷器１６を介して出力される横波の透過エコー信号は、一定の時間間隔で解析手段１８に入力される。また、解析手段１８には、エンコーダ２２から送信側探触子１１、１２の移動距離の測定信号が入力される。
【００４０】
（第３工程）
解析手段１８では、送信側探触子１１から検査部位１４に進入して裏及び表で反射する複数回のスキップを行い受信側探触子１２に届く超音波を受信して検査部エコーが求められ、検査部エコーの発生位置と記憶している健全部エコーの発生位置との比較が行われる。送信側探触子１１から送信され検査部位１４を通過して受信側探触子１２で受信される超音波の路程上に減肉部１７が存在しないときは、受信側探触子１２で受信して得られる検査部エコーの発生位置は健全部エコーの発生位置と一致する。一方、図４（Ａ）に示すように、送信側探触子１１から送信され検査部位１４を通過して受信側探触子１２で受信される超音波の路程上で検査部位１４の裏面に減肉部１７が存在するときは、減肉部１７の底面と検査部位１４の表面との間で超音波の反射が生じ、健全部エコーとは異なる位置に検査部エコーが発生する。図４（Ｂ）に、検査部エコーを健全部エコーと対比させて示す。そして、健全部エコーとは異なる位置に検査部エコーが発生した場合、検査部位１４に減肉部１７が存在すると判定する。
【００４１】
また、送信側探触子１１、１２の移動距離に対応して変化する検査部エコーの振幅値と送信側探触子１１、１２の移動距離の関係から、検査部エコーの振幅の二次元分布を求める。検査部位１４に減肉部１７が存在しないと、検査部エコーの振幅の二次元分布は健全部エコーの振幅の二次元分布となり、検査部位１４に減肉部１７が存在すると、検査部エコーの振幅の二次元分布は健全部エコーの振幅の二次元分布と異なる。従って、検査部位１４内での検査部エコーの振幅の二次元分布の変化から、減肉部１７の分布（二次元分布）が求められる。
なお、減肉部１７の分布（二次元分布）を求めるには、板材１３の検査部位１４の表面で少なくとも直交する２方向において超音波探触子１１、１２の走査を行う必要がある。すなわち、板材１３の検査部位１４の表面における超音波探触子１１、１２の走査方向を決めて第１〜第３工程を実行してＸ方向測定を行い、続いて、送信側探触子１１及び受信側探触子１２間を結ぶ線分の方向がＸ方向測定における超音波探触子１１、１２の走査方向と平行になるように送信側探触子１１及び受信側探触子１２を検査部位１４の表面に配置し超音波探触子１１、１２の走査方向がＸ方向測定の際の走査方向と直交するように第１〜第３工程を実行してＹ方向測定を行う。そして、Ｘ方向測定の結果とＹ方向測定の結果を重ね合わせることにより、減肉部１７の分布（二次元分布）を求める。そして、Ｘ方向測定、Ｙ方向測定において、送信側探触子１１と受信側探触子１２との間隔Ｙｓが同一であれば、Ｙ方向測定における第１工程は省略できる。
【００４２】
ここで、検査部位１４の表面に送信側探触子１１及び受信側探触子１２を配置する際、減肉部１７が送信側探触子１１及び受信側探触子１２の中央部となるように送信側探触子１１及び受信側探触子１２の位置を調整して、減肉部１７の発生位置（減肉部１７が検査部位１４の表、裏面のいずれの側に存在するか）の判定及び減肉深さの測定を行う場合について説明する。例えば、図４（Ａ）のように、検査部位１４の裏面に減肉部１７が存在している場合、図５（Ａ）に示すように、スキップ数Ｓが偶数回となるように送信側探触子１１と受信側探触子１２の間隔Ｙｓを調節しても図５（Ｂ）に示すように、健全部エコーのＷｓとＷ−１ｓとの間に検査部エコーはほとんど生じないが、図４（Ａ）に示すように、スキップ数が奇数回となるように送信側探触子１１と受信側探触子１２の間隔Ｙｓを調節すると、図４（Ｂ）に示すように、健全部エコーのＷｓとＷ−１ｓとの間に検査部エコーが発生するので、減肉部１７の発生位置を判別することができる。
【００４３】
例えば、図６に示すように、送信側探触子１１から送信され検査部位１４を通過して受信側探触子１２で受信される超音波の路程上で検査部位１４の裏面に深さｄの減肉部１７が存在するようにすると、検査部位１４の表面で反射し反射角θで検査部位１４の裏面に入射して反射し反射角θで検査部位１４の表面に入射する超音波のスキップは、検査部位１４の表面で反射し反射角θ´で減肉部１７の底面に入射して反射し反射角θ´で検査部位１４の表面に入射する超音波のスキップに代わる。このとき、検査部エコーの路程は、健全部エコーの路程に対して２ｔ／ｃｏｓθ−２（ｔ−ｄ）／ｃｏｓθ´だけ路程が短くなるので、検査部エコーの路程と健全部エコーの路程の差が、検査部エコーの発生位置と健全部エコーの発生位置の差Δとなる。そして、厚みｔは既知の値で、Δの値は測定から得られ、θ、θ´は路程Ｗｓ（スキップ数Ｓ）及び間隔Ｙｓにより決まる値なので、減肉部１７の深さｄは
ｄ＝（１−ｃｏｓθ´／ｃｏｓθ）ｔ−Δｃｏｓθ´／２
から求めることができる。
【００４４】
本発明の第２の実施の形態に係る減肉検出方法で使用する減肉検出装置２６は、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、被検体の一例である管材２７の検査部位２８に発生する減肉部の有無を判定するもので、第１の実施の形態に係る減肉検出方法で使用する減肉検出装置１０と比較して、測定治具２９の構成が異なっていることが特徴となっている。このため、測定治具２９に関してのみ説明し、同一の構成部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
測定治具２９は、中央部で屈折可能で任意の屈折角度に固定可能なアーム３０と、アーム３０の両側にそれぞれ設けられ、送信側探触子１１、受信側探触子１２を保持して送信側探触子１１、受信側探触子１２の接触面２４ａ、２４ｂを管材２７の検査部位２８の表面に向けて一定の押圧力で付勢する探触子ホルダー３１と、各探触子ホルダー３１の側部に取付けられ、送信側探触子１１、受信側探触子１２間を結ぶ線分と平行な方向に車軸を向けた対となる車輪３２と、一方の車輪３２の回転数からアーム３０の移動距離を測定し、測定信号を解析手段１８に出力する図示しないエンコーダとを有している。
【００４６】
ここで、各探触子ホルダー３１は、送信側探触子１１（受信側探触子１２）を中央部に保持する探触子保持部３３と、各探触子保持部３３を中央部に回転可能に収納し、両側部が管材２７の検査部位２８の表面に当接するＶブロック３４と、アーム３０の両側に設けられ、探触子保持部３３を管材２７の検査部位２８の表面に向けて一定の押圧力で付勢することで送信側探触子１１の接触面２４ａ（受信側探触子１２の接触面２４ｂ）を検査部位２８の表面に当接させる付勢機構３５とを有している。
【００４７】
このような構成とすることで、送信側探触子１１、受信側探触子１２を管材２７の検査部位２８の表面に接触媒質を介して接触状態で保持することができると共に、検査部位２８の表面上で送信側探触子１１、受信側探触子１２を、送信側探触子１１、１２間の距離を一定に保って、しかも送信側探触子１１、１２間を結ぶ線分に直交する方向に移動させることができる。
【００４８】
更に、図７に示す送信側探触子１１、受信側探触子１２の一方、例えば受信側探触子１２を保持している探触子ホルダー３１を基準にして、送信側探触子１１を保持している探触子ホルダー３１のＶブロック３４を検査部位２８の表面上で移動させると、受信側探触子１２を保持している探触子ホルダー３１を基準にしてアーム３０も回転し、アーム３０の回転に伴ってアーム３０の両側に付勢機構３５を介して取付けられた探触子保持部３３も回転する。このため、探触子ホルダー３１の移動に合わせて、送信側探触子１１、受信側探触子１２の方向を変えることができる。
【００４９】
これによって、送信側探触子１１と受信側探触子１２を結ぶ線分が管材２７の軸方向と平行になるように送信側探触子１１、受信側探触子１２を配置して、送信側探触子１１、受信側探触子１２を管材２７の円周方向に移動させることができ、管材２７の円周方向に減肉部が発生しているかを判定できる。また、送信側探触子１１と受信側探触子１２を結ぶ線分が管材２７の軸方向と直交するように送信側探触子１１、受信側探触子１２を配置して、送信側探触子１１、受信側探触子１２を管材２７の軸方向に移動させることができ、管材２７の軸方向に減肉部が発生しているかを判定できる。更に、送信側探触子１１と受信側探触子１２を結ぶ線分が管材２７の軸方向と交差するように送信側探触子１１、受信側探触子１２を配置して、送信側探触子１１、受信側探触子１２を管材２７の表面を螺旋状に移動させることで、管材２７を円周方向及び軸方向同時に検査して減肉部の発生の有無を判定できる。
なお、本発明の第２の実施の形態に係る減肉検出方法は、第１の実施の形態に係る減肉検出方法と同様に行うことができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
図８（Ａ）に示すように、長さ４００ｍｍ、幅が１００ｍｍ、厚さが１５ｍｍの板材の裏面側の中央部に直径が４ｍｍ、深さが４ｍｍの人工的な減肉部を形成した。そして、図８（Ａ）に示すように板材の表面で板材の幅方向の一方側の位置１に、長手方向に沿って３００ｍｍ離して対となる横波斜角探触子を配置し、一方の横波斜角探触子を送信側探触子、他方の横波斜角探触子を受信側探触子に用いて、図８（Ｂ）に示すように、板材の裏及び表で反射する複数回のスキップを行い受信側探触子に届く超音波を受信して健全部エコーを得た。
【００５１】
次いで、板材の表面上で送信側探触子、受信側探触子を、図８（Ａ）の位置１から位置４まで、送信側探触子と受信側探触子間の距離を一定に保って送信側探触子、受信側探触子を結ぶ線分に直交する方向（板材の幅方向）に移動させながら、送信側探触子から板材内に進入させ板材内を伝搬する超音波を受信側探触子で受信し、検査部エコーを求めた。
板材の表面上で送信側探触子と受信側探触子が図８（Ａ）の位置１から位置２の手前まで移動する間、及び位置２を通過して位置４に到る間に得られる検査部エコーの発生位置は、位置１で求めた健全部エコーの発生位置に一致し、送信側探触子と受信側探触子が位置２に到達した際に得られる検査部エコーの発生位置のみが異なった。送信側探触子と受信側探触子を図８（Ａ）の位置２に配置した際に得られた検査部エコーを健全部エコーと重ね合わせて図９（Ａ）に示す。また、送信側探触子と受信側探触子を図８（Ａ）の位置３に配置した際に得られた検査部エコーを健全部エコーと重ね合わせて図９（Ｂ）に示す。また、図９（Ｃ）に検査部エコーの振幅の二次元分布を示す。
【００５２】
図９（Ａ）から、送信側探触子から受信側探触子に到達する超音波の路程上に減肉部が存在すると、検査部エコーは健全部エコーの発生位置とは異なる位置に発生することが分かる。一方、図９（Ｂ）から、送信側探触子から受信側探触子に到達する超音波の路程上に減肉部が存在しないと、検査部エコーと健全部エコーは一致することが分かる。また、図９（Ｃ）の分布図からも、減肉部が存在しない場所の検査部エコーに対応する縞模様は健全部エコーに対応する縞模様と同一で、減肉部が存在する場所には、健全部エコーに対応する縞模様とは異なる場所に縞模様の発生が認められる。従って、予め検査部位の厚みに対応して決まる健全部エコーを求めておき、検査部位の検査で得られた検査部エコーと比較し、検査部エコーの発生位置が異なると、検査部位に減肉部が存在すると判定できる。
【００５３】
（実施例２）
図１０（Ａ）に示すように、長さ４００ｍｍ、幅が１００ｍｍ、厚さが１５ｍｍの板材の裏面側の中央部に直径が８ｍｍ、深さが８ｍｍの人工的な減肉部を形成した。
そして、図１０（Ａ）に示すように板材の表面で板材の幅方向の一方側の位置１に、長手方向に沿って３００ｍｍ離して対となる横波斜角探触子を配置し、一方の横波斜角探触子を送信側探触子、他方の横波斜角探触子を受信側探触子に用いて、図１０（Ｂ）に示すように、板材の裏及び表で反射する複数回のスキップを行い受信側探触子に届く超音波を受信して健全部エコーを得た。
【００５４】
次いで、板材の表面上で送信側探触子、受信側探触子を、図１０（Ａ）の位置１から位置４まで、送信側探触子と受信側探触子間の距離を一定に保って送信側探触子、受信側探触子を結ぶ線分に直交する方向（板材の幅方向）に移動させながら、送信側探触子から板材内に進入させ板材内を伝搬する超音波を受信側探触子で受信し、検査部エコーを求めた。
板材の表面上で送信側探触子と受信側探触子が図１０（Ａ）の位置１から位置２の手前まで移動する間、及び位置２通過して位置４に到る間に得られる検査部エコーの発生位置は、位置１で求めた健全部エコーの発生位置に一致し、送信側探触子と受信側探触子が位置２に到達した際に得られる検査部エコーの発生位置のみが異なった。送信側探触子と受信側探触子を図１０（Ａ）の位置２に配置した際に得られた検査部エコーを健全部エコーと重ね合わせて図１１（Ａ）に示す。また、送信側探触子と受信側探触子を図１０（Ａ）の位置３に配置した際に得られた検査部エコーを健全部エコーと重ね合わせて図１１（Ｂ）に示す。また、図１１（Ｃ）に検査部エコーの振幅の二次元分布を示す。
【００５５】
図１１（Ａ）から、送信側探触子から受信側探触子に到達する超音波の路程上に減肉部が存在すると、検査部エコーは健全部エコーの発生位置とは異なる位置に発生することが分かる。一方、図１１（Ｂ）から、送信側探触子から受信側探触子に到達する超音波の路程上に減肉部が存在しないと、検査部エコーと健全部エコーは一致することが分かる。また、図１１（Ｃ）の分布図からも、減肉部が存在しない場所の検査部エコーに対応する縞模様は健全部エコーに対応する縞模様と同一で、減肉部が存在する場所には、健全部エコーに対応する縞模様とは異なる場所に縞模様の発生が認められる。従って、予め検査部位の厚みに対応して決まる健全部エコーを求めておき、検査部位の検査で得られた検査部エコーと比較し、検査部エコーの発生位置が異なると、検査部位に減肉部が存在すると判定できる。
【００５６】
また、図９（Ａ）と図１１（Ａ）の比較、図９（Ｃ）と図１１（Ｃ）の比較から、深さ４ｍｍの減肉部が存在した場合の健全部エコーと検査部エコーとの発生位置の差は、深さ８ｍｍの減肉部が存在した場合の健全部エコーと検査部エコーとの発生位置の差より小さいことが分かる。従って健全部エコーと検査部エコーとの発生位置の差を求めることで、減肉部の深さを知ることができることが分かる。
【００５７】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、第３工程での減肉部の有無の判定に、健全部エコーと検査部エコーの発生位置の相違を用いたが、減肉部の有無の判定に、健全部エコーと検査部エコーの発生位置の相違の他、検査部エコーの高さも考慮して行うこともできる。これによって、減肉部が送信側探触子から受信側探触子の中央部以外の場所に存在すること、検査部位の厚みが全体的に薄くなっていることが判定できる。
【符号の説明】
【００５８】
１０：減肉検出装置、１１：送信側探触子、１２：受信側探触子、１３：板材、１４：検査部位、１５：測定治具、１６：超音波探傷器、１７：減肉部、１８：解析手段、１９：棒部材、２０ａ、２０ｂ：探触子ホルダー、２１：車輪、２２：エンコーダ、２３ａ、２３ｂ：信号ケーブル、２４ａ、２４ｂ：接触面、２５ａ、２５ｂ：探触子ケース、２６：減肉検出装置、２７：管材、２８：検査部位、２９：測定治具、３０：アーム、３１：探触子ホルダー、３２：車輪、３３：探触子保持部、３４：Ｖブロック、３５：付勢機構、３６：試験体
【図１】
2010190794.tif 000003
【図２】
2010190794.tif 000004
【図３】
2010190794.tif 000005
【図４】
2010190794.tif 000006
【図５】
2010190794.tif 000007
【図６】
2010190794.tif 000008
【図７】
2010190794.tif 000009
【図８】
2010190794.tif 000010
【図９】
2010190794.tif 000011
【図１０】
2010190794.tif 000012
【図１１】
2010190794.tif 000013
【図１２】
2010190794.tif 000014
【図１３】
2010190794.tif 000015